稀硫酸浸矿过程氧化铜矿岩力学特性演化规律

为了研究稀硫酸浸矿过程中氧化铜矿岩力学特性演化规律,通过不同浸矿时间下氧化铜矿岩单轴压缩试验,对矿岩单轴压缩破坏下应力-应变曲线、应力特征值和弹性模量等参数的变化规律进行了分析。研究结果表明:随浸矿时间逐渐增加,矿样孔隙闭合点的应力逐渐减小,应变逐渐增大,并且弹性变形阶段应变量显著减小,屈服变形阶段应变量增加,岩石达到峰值强度所需应变量增加;在化学浸矿初期即浸矿时间0～20h,矿样单轴抗压强度降低趋势最为显著,在浸矿80h后单轴抗压强度降低速率逐渐减小;矿岩单轴抗压强度和弹性模量均与浸矿时间呈多项式相关。     

离子型稀土原地浸矿水污染控制措施

离子型稀土原地浸矿采用硫酸铵作浸矿液,浸矿液渗入地下引起地下水氨氮等浓度增加,造成水体污染。根据源头控制、回收利用、监控应急的污染控制思路,提出了清污分流、人工防渗假底、三级监控收液、溪流水回收、监控应急、生态恢复、地下水长期监控等6项污染控制措施,供矿山设计、生产管理、研究人员参考。     

离子型稀土原地浸矿溶质运移基础研究

离子型稀土开采先后经历了池浸、堆浸和原地浸出,目前广泛采用原地浸矿法,预测和适时调控原地浸矿中溶质运移过程是实施离子型稀土科学化和精准化开采的重要内容。总结了近年来土壤溶质运移几何模型,包括活塞流模型、单毛管模型、毛管束模型,归纳了土壤溶质迁移数学模型,包括对流弥散方程(CDE)、动水—不动水(MIM)模型、随机模型和传递函数模型(TFM),分析了各种模型的特点及在离子型稀土溶质运移的适用性;探讨了色谱塔板理论模型、地理信息系统应用模型、人工神经网络分析离子型稀土溶质运移的可行性,为揭示离子型稀土浸取过程的溶质迁移规律提供思路,有助于进一步完善离子型稀土原地浸矿理论体系。最后提出了离子型稀土溶质运移问题研究可能的发展趋势,为后续研究指明了方向。     

用原地浸析法回收离子型稀土露采残矿

多年来，对离子型稀土矿一直采用传统的露采池浸工艺开采，残留了大量的矿石，充分回收这些资源具有重要意义。介绍了残矿产生的原因及特征，重点阐述了利用原地浸析采矿方法回收残矿的技术措施，并对其经济效益及社会效益作了分析。     

离子型稀土原地浸矿开采技术适用性评价与分类

针对当前离子型稀土矿原地浸矿开采资源综合回收利用率低、环境污染严重等问题, 从离子型稀土矿床地质条件、水文地质条件及工程地质条件3方面入手, 制订了原地浸矿技术适用性对照表, 采用极好、很好、好、一般、差、不适用等标度词评价原地浸矿开采技术适用性, 并将原地浸矿划分为天然底板明沟集液法、人造底板暗沟网集液法、天然底板明沟+辅助巷道法3种采矿方法, 指导离子型稀土矿山科学规划、有序开采。     

铁尾矿砂混凝土力学特性实验研究

通过对尾矿砂混凝土开展室内力学试验研究,分析不同含水率、颗粒粒径和干密度对尾矿砂混凝土的应力-应变曲线变化规律、黏聚力和内摩擦角的影响.结果表明:不同含水率尾矿砂混凝土的应力-应变曲线变化规律基本一致,都是随着应变的增大应力逐渐增大,当应变增大一定值时应力逐渐趋于平缓;同时,随着围压的增大,尾矿砂混凝土应力峰值点对应的应变值相对滞后.当尾矿砂混凝土的围压一定时,尾矿砂混凝土的应力-应变曲线变化规律和峰值应力的数值大致一样,故尾矿砂混凝土变形特性受含水率的影响作用较小,受到围压的影响作用较大;随着尾矿砂粒径的不断增大,尾矿砂混凝土的黏聚力呈现出增大变化规律,而内摩擦角却呈现出逐渐减小的变化规律;由于干密度越大,尾矿砂混凝土内部含有固体颗粒越多,尾矿砂混凝土就越加密实,进而使得颗粒之间的相互咬合力增大,在宏观上呈现出尾矿砂强度的提升.     

基于原位推剪试验的露天矿边坡土石混合体力学特性分析

为了研究矿山边坡滑坡段土石混合体的力学特性,对山西省平朔露天矿边坡滑坡段的6处不同高程的土石混合体开展大型原位推剪试验,获取原位剪切强度指标,并研究了含石量对剪切强度指标的影响。研究结果表明：由原位推剪试验得到不同高程的应力—应变曲线都经过了初始变形、弹塑性变形和应力软化变形3个阶段;随着试验点高程的增加,曲线整体沿着纵坐标上移,峰值强度明显增大;各高程试样的黏聚力随着高程的减小而逐渐增大, 内摩擦角随高程的减小而逐渐减小;在含石量较低和较高的情况下,黏聚力随含石量增加有小幅下降,而含石量在35.6%～50.0%内时,黏聚力与含石量呈正相关关系;内摩擦角与含石量保持明显的正相关线性关系。试验结果可为矿山滑坡体的稳定性计算提供真实有效的原位力学参数。     

不同含水率砂岩单轴压缩力学特性及波速法损伤

为了研究温度—含水率耦合作用下重塑性煤体抗剪强度的变化规律,保障松软煤层安全高效稳定开采,采用直剪试验分析了重塑性煤体在较低温度(20、0、-10、-20、-30、-40 ℃)、一定含水率(0、0.8%、4%、8%、12%、16%)耦合作用下的抗剪强度特性,并通过数学统计分析了温度与含水率对抗剪强度的影响。研究结果表明：含水率为0时重塑性煤体的黏聚力随着温度的降低呈幂指数增加;温度—含水率耦合作用下重塑性煤体的抗剪强度均与垂向应力成正比,均符合莫尔-库仑准则;在温度为10~20 ℃、含水率为12%~16%时,黏聚力达到最大值322.9 kPa,最小值138.0 kPa出现在温度-40 ℃、含水率4%附近;在-20~-40 ℃温度下,重塑性煤体内摩擦角随含水率的增加逐渐降低至最小值18.25°;当含水率为6%~13%、温度为-20~10 ℃时,内摩擦角达到最大值31.45°,对应抗剪强度达到最大值。温度—含水率耦合作用下,重塑性煤体抗剪强度、内摩擦角与黏聚力均受温度的影响较大。

     

堆浸矿堆溶液渗流规律初探

溶液渗流规律对堆浸技术的浸出率、浸出速率具有很重要的影响。堆浸矿堆可划分为矿石颗粒、空气、不可动溶液和可动溶液,矿石颗粒是组成矿堆的骨架,颗粒表面吸附作用和表面张力是促使溶液进入矿堆的重要因素,在非饱和渗流状态下,矿堆相对渗透率与饱和度有关。矿堆中颗粒尺寸小的区域渗透系数小,导致最大极限流速小,易达到局部区域饱和渗流,随着喷淋强度的增大,饱和区范围逐渐扩大,直至整个矿堆达到饱和渗流。采用假想渗流代替实际渗流,推导了溶液渗流的基本方程。     

硫脲—盐酸体系从稀土抛光粉废料中浸出回收稀土氧化物

基于稀酸溶液中Ce(Ⅳ)难溶而Ce(Ⅲ)易溶的特点,采用硫脲-稀盐酸体系还原浸出稀土抛光粉废料中稀土氧化物。考察了浸出温度、浸出时间、液固比(L/S)、盐酸浓度和硫脲用量对稀土抛光粉废料中铈浸出率的影响。结果表明：在盐酸浓度为4 mol/L、L/S为4.2、浸出温度90 ℃、浸出时间60 min、硫脲用量0.04 g/g给料的优选条件下,铈浸出率达99.37%。然后对浸出液采用草酸沉淀法分离和回收稀土氧化物,经氨水调pH至1.8~2.0,草酸沉淀,氧化焙烧,得到稀土氧化物产物,总REO含量约为97%,其中CeO2 78.00%、La2O3 18.93%,回收率分别为91.66%和68.44%。激光粒度分析、XRD、SEM等研究表明,稀土氧化物产物粒度分布均匀,主要为CeO2晶体,方形颗粒表面平整,棱角分明。     

机械研磨对离子吸附型稀土矿矿石中稀土赋存形态的影响①

离子吸附型稀土矿是一类稀土元素呈水合或水合羟基吸附在黏土矿物表面的风化矿床。本研究首次发现了这类矿石中在干法研磨条件下会导致稀土相态发生变化,进而通过模拟实验,精确量化了机械研磨对矿石中离子相稀土含量变化的影响及其相态转变路径。结果表明,研磨后矿石中减少的离子相稀土主要转换为碳酸盐结合态,少数转换为铁锰结合态、腐殖酸结合态。其中,离子交换稀土减少53.48％,而碳酸盐结合态稀土增加36.05％。这种稀土相态转变的现象可能与研磨作用对粘土矿物的结构影响有关。X衍射和红外光谱证据指示,机械研磨过程会导致黏土矿物发生结构性损伤,晶体结构受到变形,引起黏土矿物晶格破坏,出现了无序化特征。机械研磨伴随发生的机械力化学过程发生,可能是导致机械研磨后离子相稀土减少、稀土赋存状态变化,形态间发生转移等变化的关键原因;本研究成果对于制定离子吸附型稀土矿勘查规范、矿石加工工艺、标准物质的研制流程、分析测试及黏土矿物的机械研磨机理研究等领域的理解和扩展都具有重要的启示意义。机械研磨离子吸附型稀土矿矿石导致离子相稀土减少是这类矿床研究中一个新的重要发现。